“机电一体化系统设计”课程研究性学习实践与探索

何亚峰 俞 庆 黄志荣 刘春节 毛建秋

（常州工学院 机械与车辆工程学院，常州 213002）

“机电一体化系统设计”课程研究性学习实践与探索

何亚峰 俞 庆 黄志荣 刘春节 毛建秋

（常州工学院 机械与车辆工程学院，常州 213002）

本文以“机电一体化系统设计”课程为对象，提出通过教学观念更新、教学模式转变和教学活动实践探索等进行研究性学习，突出学生主体与自由探索结合，提高学生对机电产品的设计应用能力。此方法在课程教学中取得了良好效果，可为培养复合型人才提供新的途径和方法。

研究性学习 学生主体 自由探索 复合型人才

随着高等教育发展规模的进一步壮大，接受高等教育的人数逐年递增，高校培养人才的质量成为社会的热点问题。传统的课堂教学理念和模式注重以教为主，一定程度上束缚着合格人才的培养。为了改变这一现状，国家出台了一系列政策以推动教学改革，提出了研究性学习的新思路，注重以学生探索性、自主性学习为基础，采用自主或合作为学习形式，通过自身实践获取经验，培养学生科学精神，掌握科学学习方法，提高综合解决实际问题的能力，让更多学生开展研究性学习和创新性活动。随之，学者对研究性学习开展了大量研究，取得了许多成果，如王睿提出学生学习形式可采用小组学习，采用自主、合作方式完成研究性学习[1]。杨丽在分析研究性学习实施存在问题的基础上，提出培养学生创造性思维的方法和对策[2]。周光礼等人对研究性学习进行总结，提出研究性学习是本科教学的总模式[3]。曾祥翊提出研究性学习的系统关系模型，取得了明显效果[4]。研究性教学与传统教学有着较大区别，从教学方法、教学方式和教学形式发生了重大变化，突出了基于探索和研究的教学模式。由于授课对象和授课内容有着很多差别，研究性学习不可能千篇一律。笔者根据多年一线的教学经验，对“机电一体化系统设计”课程研究性学习进行了有益尝试，探索该课程教学的新模式，提出该课程研究性学习的具体办法，旨在为培养复合型人才提供可参考的依据。

1 “机电一体化系统设计”课程研究性学习意义

“机电一体化系统设计”课程是机械类专业方向重要的专业课程，涉及机械、控制、信息等多学科交叉知识。课程从工程应用角度出发，将机与电有机结合，强调培养学生综合运用知识的能力和设计方法。课程并不是对原有知识的简单重复，而是对所学知识的进一步综合和提升。学生如果只停留在课程内容本身的学习，就会和实际应用产生差距。因而，如何让学生学好、教师教好，是这门课程最为关注的问题。为了有效解决这一问题，需要研究该课程的教学理念和教学模式，在研究课程本身内涵中学习，在学习中拓展和研究课程外延发展规律，使学生真正掌握机电一体化系统设计的方法，提高学生实践应用能力。因此，研究性学习对“机电一体化系统设计”课程有着重要意义和实用价值。

2 “机电一体化系统设计”课程研究性学习现状

工科高校大多开设“机电一体化系统设计”课程，对于学生综合知识的能力训练有着非常重要的作用。虽然各高校都在强调理论和实践结合，也提出了一些新的教学模式和理念，但实施的效果还有很多不足。研究性学习的模式还没有真正贯彻到课堂教学中，学生只学习了课本知识，对知识的综合应用能力还有待进一步提高，学生的创新性活动热情还没有被激发出来。这都需要在“机电一体化系统设计”课程教学中大胆探索研究性教学的新思路、新办法。

3 “机电一体化系统设计”课程研究性学习实践总体思路

“机电一体化系统设计”课程涉及内容多，学科交叉明显，靠讲授式的教学方式组织教学，缺乏互相交流的时间和空间，学生被动接受知识，教学效果明显变差。因而，本文提出采用研究性学习的方法进行“机电一体化系统设计”课程教学，旨在提高学生对课堂的参与度，激发学生创新活动的热情，为培养合格的人才创造有利条件。图1是“机电一体化系统设计”课程研究性学习的总体思路。从教学理念、教学方式和教学策略三个方面，层次化、递进化推进课程的学习和创新性活动。突出以学生为主体，通过学生对知识的自由探索和自主学习，从适用角度出发，开展小组或合作讨论。同时，在多种教学策略下开展创新性活动。多年教学实践表明，此研究性学习过程效果良好，很多学生学到了实用的知识，提高了解决问题的能力。

3.1 研究性学习教学理念是先导

教学理念的不断更新是教好课程的先决条件。正如卡内基教学促进基金会高级学者玛丽．胡博所讲，每个教师都在关注课程本身和学生的学习状况，要教好学生，教学理念需要不断改进和适应学生的需求。一个好的教育者，必将是一个好的心理研究者。在研究学生对知识需求的基础上，充分考虑学生个人的情感、心理等因素，把学生从被动者变为主动者，解除束缚在学生身上的包袱，让他们自己去探索知识，去自主学习知识，这样才能增加学生对知识的渴望程度和兴趣。教师所做的工作只是在学生迷茫时指引学习的方向，只有学生主体性强了，他们自觉就会去做一些创新性活动，提高解决问题的能力和对事物的思考能力。“机电一体化系统设计”课程是一门综合课程，在课堂、生活中都能够找到机电一体化产品的影子。学生建立了自由探索意识，就会在生活的各个方面学到机电产品的知识，进而设计和开发一些产品，成为一个复合型人才。

图1 “机电一体化系统设计”课程研究性学习总体思路

3.2 研究性学习教学方式是转变

教学方式形式是多种多样的。灌输式的教学方式已经越来越不适应时代的发展。考虑到“机电一体化系统设计”课程本身的特点，通过在课堂上完整讲解一个具体案例，从机械结构设计、执行驱动、传感检测、信息处理等环节，让学生掌握机电产品一体化设计的要点和具体思路。同时，组织学生对每个环节出现的关键问题进行小组讨论，并让每个学生发表自己的建议与看法，形成人人参与、人人思考的学习氛围。学生互动、老师引导，这样的教学提高了学生学习的积极性和兴趣；分小组布置不同机电产品设计要求，让小组成员人人动手，通过查资料提出自己的设计思路，在课堂上一起分享。此外，小组间也可开展赶、比、拼活动，哪一组做的好，讨论热烈，就要多提出表扬；哪一组做的不好也要进行鼓励，并将每次的小组活动记录相应的成绩，总体纳入最后课程的考核成绩，以拓宽学生的学习内容，激发学习兴趣。

3.3 研究性学习教学策略是实施

教学是一个相互过程，离开任何一方，教学将没有意义。自古就提倡教学相长，近代很多学者提出了教学活动与研究紧密结合的核心主张。例如，洪堡提出教学本身是引导学生去认识和探索世界的过程。从此，教学与研究成为高校教学的热点问题。“机电一体化系统设计”课程理论和实际生活息息相关，教学策略是实施该课程的重要手段。笔者曾尝试每堂课给学生布置5～10个相关机电产品最新概况或一些新技术的题目，要求学生课后借助手机、网络、图书等手段查阅并记录，下次课进行提问。结果显示，95%以上的学生课后都做了这项工作，效果非常不错。学生喜欢带着问题来听课，在问题中思考，不断提高自身的逻辑思维能力。随着国家、省和学校对大学生项目的重视，在“机电一体化系统设计”课程教学中引入许多生活中常见的一些机电产品，将其串成项目学习的形式，通过项目方案制定、方案设计到具体实施过程的互动学习，让学生了解和掌握机电产品设计流程，巩固学生综合知识基础，提高学生的设计能力，如全自动洗衣机结构怎么设计、控制怎么进行等。为了使学生更加深入理解和消化“机电一体化系统设计”课程实质内涵，开展机电产品专题和综合学习。专题主要涉及机电一体化产品设计背景、机电产品一体化设计流程、机电一体化产品设计的关键技术、机电一体化产品设计中各学科有机结合等方面。通过专题讲座或学生自主讲座等多样形式，使学生在专题学习中去探索和研究机电一体化系统设计的各方面知识。近年来，很多学生在学习完该课程后参加了大学生创新项目，内容大多涉及机电产品，收效明显，如研制的笔记本电脑升降台获得江苏省机械创新大赛奖，主被动柔性康复训练机设计成为国家级大学生训练项目等。

4 “机电一体化系统设计”课程研究性学习总结

“机电一体化系统设计”课程是一门综合的专业课，涉及内容全面、学科交叉明显，学生能否学好这门课，用好这门课，是教学中最为关心的问题。通过近年来大量的一线教学摸索和实践，提出研究性学习的系统性思路。以学生为主体，通过学生自由探索研究，开展形式多样的研究性学习手段，让学生在自主中学到基本知识，在问题和项目综合学习实践中得到锻炼，提升学生解决问题和思考问题的能力，激发学生进行创造性活动的热情。实践表明，研究性学习值得推荐和参考。

[1]王睿.研究性学习教学模式与策略探析[J].中国教育学刊，2015，（11）：194-195.

[2]杨丽.研究性学习与学生创造性思维的培养之探讨[J].商界论坛，2015，（11）：254.

[3]周光礼，朱家德.重建教学:我国“研究性学习”三十年述评[J].高等工程教育研究，2009，（2）：39-49.

[4]曾祥翊.研究性学习活动的教学设计模式研究[J].电化教育研究，2011，（3）：81-88.

Practice and Exploration of the Research Study on the Course of Mechatronics System Design

HE Yafeng, YU Qing, HUANG Zhirong, LIU Chunjie, MAO Jianqiu
(Department of Mechanics and Vehicle, Changzhou Institute of Technology, Changzhou 213002)

As the object of the course of mechatronic systems design,the exploration research study is proceeding by the teaching concept updating, changing the mode of teaching and teaching practice in this paper, which highlight the combination of students’ subject and free exploration, so as to improve the students of mechanical electrical products design and application ability and innovation activities, good results in course teaching is achieved and provide new ways and methods of cultivating talent.

research study, student body, free exploration, cultivating talent

常州工学院研究型课程建设项目（A3-4401-14-086）。